用C ++增量构建编译时间列表

在C ++中，有没有一种方法可以按以下模式逐步构建编译时间列表？

START_LIST(List)
ADD_TO_LIST(List, int)
ADD_TO_LIST(List, float)
ADD_TO_LIST(List, double)
END_LIST(List)

我也有一个限制，即宏之间的空间必须处于整个范围之内。我打算定义事物并使用宏在列表中同时注册它们，如下所示：

using List = Cons<int, Cons<float, Cons<double, Nil>>>;

换句话说，这是不允许的将START_LIST定义为SomeTemplate<或decltype(之类的东西。这将使得不可能在两者之间添加新的定义。

请注意，解决方案也可以采用“参数包”（变量模板）列表的形式。我只关心它遵循上面显示的增量定义模式。

可以在这里使用专业化吗？如果上述模式无法完全实现，是否可以增加一些样板？

我认为这将取决于编译器。您正在使用哪个编译器？我确实在上一份工作中看到了类似的内容；可悲的是，我不记得细节了。

@abelenky我希望有一个标准的C ++ 11解决方案，但我想我会选择适用于G ++ 4.8的任何东西。

您可能喜欢我的回答：stackoverflow.com/questions/18701798 / ...

主要问题在于，下一行无法引用任何上一行，因为它们都具有相同的名称和范围。是否可以为每行指定前一行的名称，以便我们可以根据先前的结果进行构建？

我不确定您要达到的目标。但请查看：journal.stuffwithstuff.com/2012/01/24/higher-order-macros-in-c，这使您可以在实例时间分配宏，从而可能解决您的问题。

#1 楼

在OP自己的解决方案中，它仅适用于全局范围，不适用于类范围或函数范围。我的实现在这里适用于所有全局，类和函数范围。相对于OP解决方案的另一个优势是我的解决方案允许多个列表START_LIST / END_LIST对重叠，即可以交错使用不同的列表构造。它由gcc，clang和MSVC很好地支持，因此可移植性在这里不是什么大问题。另一件事是函数范围，它必须使用单独的宏__COUNTER__和START_LIST_FUNC，因为我使用函数重载分辨率，但是在函数范围内它不能声明ADD_TO_LIST_FUNC函数，而在类级别上它必须使用static函数。 >
编辑：从OP的注释中合并ListReverseHelper的想法，以使其变得更加简单。 />

#include <iostream>
#include <typeinfo>
using namespace std;

struct Nil {};

template <typename T, typename U> struct Cons {};

template <typename List, typename Reversed> struct ListReverseHelper;

template <typename Reversed>
struct ListReverseHelper<Nil, Reversed> {
  using Type = Reversed;
};

template <typename Head, typename Tail, typename Reversed>
struct ListReverseHelper<Cons<Head, Tail>, Reversed> {
  using Type = typename ListReverseHelper<Tail, Cons<Head, Reversed>>::Type;
};

template <typename T, int N> struct ListMakerKey : ListMakerKey<T, N-1> {};
template <typename T> struct ListMakerKey<T, 0> {};

#define START_LIST_(name, modifier) \
  struct name##_ListMaker {}; \
  modifier Nil list_maker_helper_(ListMakerKey<name##_ListMaker, __COUNTER__>);
#define ADD_TO_LIST_(name, type, modifier) \
  modifier Cons<type, decltype(list_maker_helper_(ListMakerKey<name##_ListMaker, __COUNTER__>{}))> \
  list_maker_helper_(ListMakerKey<name##_ListMaker, __COUNTER__>);
#define END_LIST(name) \
  using name = typename ListReverseHelper<decltype(list_maker_helper_(ListMakerKey<name##_ListMaker, __COUNTER__>{})), Nil>::Type;

#define START_LIST(name) START_LIST_(name, static)
#define ADD_TO_LIST(name, type) ADD_TO_LIST_(name, type, static)
#define START_LIST_FUNC(name) START_LIST_(name,)
#define ADD_TO_LIST_FUNC(name, type) ADD_TO_LIST_(name, type,)

START_LIST(List)
ADD_TO_LIST(List, int)
int a = 10;
ADD_TO_LIST(List, float)
int b = 10;
START_LIST(List2)
ADD_TO_LIST(List, int)
int c = 10;
ADD_TO_LIST(List2, float)
ADD_TO_LIST(List, double)
ADD_TO_LIST(List2, int)
ADD_TO_LIST(List2, float)
END_LIST(List2)
ADD_TO_LIST(List, double)
ADD_TO_LIST(List, char)
END_LIST(List)

struct A {
  START_LIST(List3)
  ADD_TO_LIST(List3, int)
  int a = 10;
  ADD_TO_LIST(List3, float)
  int b = 10;
  ADD_TO_LIST(List3, double)
  ADD_TO_LIST(List3, int)
  END_LIST(List3)
};

int main() {
  START_LIST_FUNC(List4)
  ADD_TO_LIST_FUNC(List4, char)
  int a = 10;
  ADD_TO_LIST_FUNC(List4, float)
  int b = 10;
  ADD_TO_LIST_FUNC(List4, int)
  ADD_TO_LIST_FUNC(List4, char)
  END_LIST(List4)
  List x;
  List2 y;
  A::List3 z;
  List4 w;
  cout << typeid(x).name() << endl;
  cout << typeid(y).name() << endl;
  cout << typeid(z).name() << endl;
  cout << typeid(w).name() << endl;
}

问题是我不能在ADD_TO_LIST调用之间插入任意定义。

– Ambroz Bizjak
2014年6月6日23:26

这比我的要简单得多：coliru.stacked-crooked.com/a/d7f802f3f225f476

–鸭鸭
2014年6月6日23:31

@AmbrozBizjak：您想在两者之间添加任意定义吗？这很重要，应该在问题中（最好是在示例中）加以澄清。（此外，这将它带入了不可能的领域）

–鸭鸭
2014年6月6日在23:32

@AmbrozBizjak，在您的答案中，ADD_TO_LIST包含模板特殊化，不能在块范围内声明。即您的宏不能在函数中使用。如果我们只想在全局范围内声明类型，那么在您的解决方案中有很多方法没有限制。

–李侃
2014年6月7日在1:19

@icando是的，我不需要在函数中使用它，而仅在全局范围（也许在类范围内）工作（类范围需要一个虚拟模板参数）。那么，还有什么其他方法呢？

– Ambroz Bizjak
2014年6月7日，下午1:22

#2 楼

您可以直接使用C ++ 11可变参数模板，它们比经典的head:tail方法更花哨的方式来编写类型列表：

template<typename... Ts>
struct list{};

using l = list<int,char,bool>;

，如果您喜欢从头开始，可以将一种格式转换为另一种格式。在这种情况下（可变到功能）：

template<typename HEAD , typename TAIL>
struct list{};

struct nil{};

template<typename... Ts>
struct make_list;

template<typename HEAD , typename... TAIL>
struct make_list<HEAD,TAIL>
{
    using result = list<HEAD,typename make_list<TAIL...>::result;
};

template<>
struct make_list<>
{
    using result = nil;
};

示例：

//l is list<int,list<char,list<bool,nil>>>
using l = typename make_list<int,char,bool>::result;

当然，您可以使用模板别名使语法更清晰：

template<typename... Ts>
using make = typename make_list<Ts...>::result;

using l = make<int,char,bool>;

我知道可变参数模板，但我更喜欢缺点列表，因为它们更易于使用且运行更快。无论如何，您的答案无法解决我的问题。正如您自己指出的那样，您可以在两种列表格式之间进行转换，因此我是否用参数包列表的缺点列表来表述问题都没有关系。

– Ambroz Bizjak
2014年6月6日在22:16

请注意，解决我的问题的方法将包括对START_TO_LIST，ADD_TO_LIST和END_LIST宏的适当定义。

– Ambroz Bizjak
2014年6月6日22:19

@AmbrozBizjak：缺点列表更难使用，而且速度更慢。您只是不习惯杂色。

–鸭鸭
2014年6月6日23:35

@MooingDuck：我之前使用G ++进行的测试表明，可变参数模板的简单递归分解具有二次性能。我的理由是，每次使用参数包实例化模板时，都会复制整个包。对于缺点列表，只需简单地选择尾巴即可。

– Ambroz Bizjak
2014年6月6日在23:44

考虑一下转换元函数（函数程序员的映射）的实现：对于可变参数模板，它只是函数应用程序的一个包扩展，而对于head：tail，则必须手动编写孔递归遍历。（我对此非常了解，我目前正在为基于可变参数的类型列表和迭代器范围编写算法：P github.com/Manu343726/Turbo/blob/reboot/algorithm.hpp）

–Manu343726
2014年6月7日12:11

#3 楼

我找到了解决方案！虽然只是有限一些；您需要为每个元素提供唯一的名称，并且元素的数量上限（此处为100）。

ADD_TO_LIST包含模板特化，不能在块范围内声明。即您的宏不能在函数中使用。如果我们只想在全局范围内声明类型，那么在您的解决方案中有很多方法没有限制。

–李侃
2014年6月7日在1:15

我现在更新了答案，它适用于全局，类和函数范围。 C ++是魔术！

–李侃
2014年6月7日在6:54

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